Este documento trata sobre la energía mecánica y la conservación de la energía mecánica. Explica que la energía mecánica de un cuerpo se mantiene constante cuando todas las fuerzas que actúan sobre él son conservativas o el trabajo de las fuerzas no conservativas es nulo. Presenta el teorema del trabajo y la energía cinética y mecánica, y provee ejemplos de casos como la caída libre y el movimiento parabólico donde se aplica la conservación de la energía mecánica. Finalmente, inclu
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Este documento trata sobre la energía mecánica y la conservación de la energía mecánica. Explica que la energía mecánica de un cuerpo se mantiene constante cuando todas las fuerzas que actúan sobre él son conservativas o el trabajo de las fuerzas no conservativas es nulo. Presenta el teorema del trabajo y la energía cinética y mecánica, y provee ejemplos de casos como la caída libre y el movimiento parabólico donde se aplica la conservación de la energía mecánica. Finalmente, inclu
Este documento trata sobre la energía mecánica y la conservación de la energía mecánica. Explica que la energía mecánica de un cuerpo se mantiene constante cuando todas las fuerzas que actúan sobre él son conservativas o el trabajo de las fuerzas no conservativas es nulo. Presenta el teorema del trabajo y la energía cinética y mecánica, y provee ejemplos de casos como la caída libre y el movimiento parabólico donde se aplica la conservación de la energía mecánica. Finalmente, inclu
Este documento trata sobre la energía mecánica y la conservación de la energía mecánica. Explica que la energía mecánica de un cuerpo se mantiene constante cuando todas las fuerzas que actúan sobre él son conservativas o el trabajo de las fuerzas no conservativas es nulo. Presenta el teorema del trabajo y la energía cinética y mecánica, y provee ejemplos de casos como la caída libre y el movimiento parabólico donde se aplica la conservación de la energía mecánica. Finalmente, inclu
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FÍSICA
ENERGÍA MECÁNICA: CONSERVACIÓN DE LA
ENERGÍA MECÁNICA. TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA MECÁNICA
ESQUEMA - FORMULARIO
es la capacidad ENERGÍA de realizar un
se manifiesta de muchas formas como la TRABAJO
Energía mecánica
Energía cinética
y calculada como
EK = 1/2 m V2
Energía potencial
y calculada como
EPG = m g h
EPE = 1/2 k x2
SAN MARCOS VERANO ESCOLAR 2022-I FÍSICA | TEMA 5 1
ENERGÍA MECÁNICA: CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA. TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA MECÁNICA
1. TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA CINÉTICA
Establece que la variación de energía cinética ∆EC entre dos puntos de la trayectoria de un móvil que sufre un cuerpo es igual al trabajo realizado por la fuerza resultante (trabajo neto) que actúa sobre el cuerpo entre los puntos inicial y final.
WTOTAL = Ec = Ec(f) – Ec(i)
2. TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA MECÁNICA
Si sobre un cuerpo actúan fuerzas conservativas y no conservativas, la variación de energía mecánica coincide con el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas.
WFNC = ∆EM = EM(f) – EM(i)
Principio de Conservación de la energía mecánica
La energía mecánica de un cuerpo se mantiene constante cuando todas las fuerzas que actúan sobre él son conservativas ó el trabajo de las no conservativas es nulo.
WFNC = ∆EM = EM(f) – EM(i) = 0
→ EM(f) = EM(i) Casos: • Caída libre • Mov. Parábolico de CL. • MAS • Péndulo simple • Delizamiento sobre superficies lisas • Etc.
PROBLEMAS PROPUESTOS
NIVEL 1 A) 16 J B) 36 J 1. La figura muestra dos bloques de masas C) 40 J D) 48 J m1 = 2kg y m2 = 3kg, colocados sobre una superficie horizontal lisa, impulsados 2. ¿Qué valor tiene la energía potencial que por una fuerza F. Determine el valor de la posee el bloque de 15 kg con respecto al energía cinética del sistema en el instante piso? (g = 10m/s2) que la rapidez del sistema es 4 m/s.
F m1 2m m2
SAN MARCOS VERANO ESCOLAR 2022-I FÍSICA | TEMA 5 2
ENERGÍA MECÁNICA: CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA. TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA MECÁNICA
A) 100 J B) 200 J A C) 300 J D) 400 J
3. Calcule la energía potencial elástica de un h
resorte cuando este se comprime 60 cm un resorte de constante K = 100N/m? B C A) 10 J B) 18 J C) 30 J D) 48 J A) 10 m/s B) 20 m/s C) 30 m/s D) 40 m/s 4. El atleta de 60 kg de masa sube las escaleras en 5 s con rapidez de 1 m/s. Determine la 7. Un cuerpo se soltó desde una altura energía mecánica del atleta de 60 kg, cuando de 100m. ¿Cuál es la relación entre su llega a la altura H = 2m. (g = 10m/s2) energía potencial, respecto del piso, y su energía cinética cuando ha descendido 80m? (g = 10m/s2) A) 4 B) 1/2 H C) 1/4 D) 2
8. Si la esferita se suelta en el punto A, ¿cuál será
la rapidez que tendrá al pasar por el punto A) 30 J B) 1200 J B? Considerar superficies lisas, R = 5m y C) 1230 J D) 1500 J g = 10m/s 2.
R R NIVEL 2 A 53° 5. Determinar la magnitud de la energía me- R cánica del cuerpo de 2000g con respecto del piso. (g = 10 m/s2) B
36 km/h A) 4 m/s B) 5 m/s
C) 10 m/s D) 4 5 m/s
200 cm 9. Si la pequeña esfera tiene una masa de
0,2kg, calcular la energía potencial gravi- tatoria en el punto B con respecto al nivel A) 40 J B) 100 J de referencia. (g = 10m/s2) C) 140 J D) 180 J B
6. Determine la magnitud de la velocidad con
la cual un cuerpo de 2kg impacta en el piso, O R=4m sabiendo que se soltó desde una altura h= 80m y desciende por el plano inclinado N.R. liso. (g = 10m/s2) A
3 FÍSICA | TEMA 5 SAN MARCOS VERANO ESCOLAR 2022-I
ENERGÍA MECÁNICA: CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA. TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA MECÁNICA
A) 20 J B) 36 J V K C) 16 J D) 40 J m
10. Si se desprecia el rozamiento, la deforma-
A) 2 B) 3 ción máxima del resorte (K = 200 N/m) es C) 2,5 D) 1,6 25 cm. Calcule v en m/s. (m = 2 kg)
SAN MARCOS VERANO ESCOLAR 2022-I FÍSICA | TEMA 5 4
